Was ist DNA? Die DNA ist die chemische Substanz, mit der die genetische Information (vererbte Eigenschaften und Merkmale) im Körper gespeichert wird. Die Form der DNA ist eine Doppelhelix (zwei komplementäre Ketten, die miteinander verwoben sind). Jede Kette besteht aus vier separaten Komponenten, den „Basen“ oder „Nukleotiden“. Die Basen sind Adenin (A), Thyamin (T), Cytosin (C) und Guanin (G). Bestimmte Basen der einen Kette können sich nur mit bestimmten Basen der anderen Kette verbinden: A kann sich nur mit T paaren (A-T), C nur mit G (C-G). Die Reihenfolge, in der diese Basenpaare miteinander verbunden sind, bestimmt die DNA-Sequenz. Die Sequenzierung ermöglicht es, riesige Mengen an Informationen einfach auf kleinem Raum zu speichern.

Proteine? Das sind Strukturen aus Aminosäuren, die für das Funktionieren aller Zellen im Körper wichtig sind.

Wie kommt man von der DNA zu den Proteinen? Einzigartige DNA-Sequenzen werden als Gene bezeichnet. Gene können abgelesen werden, um Proteine zu bilden. Dies geschieht durch zwei Hauptprozesse: Transkription und Translation.

Was ist Transkription? Sie ist die Synthese von RNA aus einer DNA-Sequenz.

Was ist RNA? RNA ist ein chemischer Stoff, der zur Übertragung von genetischem Material innerhalb einer Zelle verwendet wird. Sie ist der DNA sehr ähnlich; sie unterscheidet sich nur durch eine Base (Uracil statt Thyamin). Wie Thyamin in einem DNA-Strang kann sich Uracil nur mit Adenin (A-U) in einem RNA-Strang verbinden. Es gibt viele Arten von RNA. Messenger-RNA (mRNA) und Transfer-RNA (tRNA) werden für die Herstellung von Proteinen verwendet. RNA wird im Zellkern synthetisiert.

Wie funktioniert die Transkription? Einer der DNA-Stränge wird als Vorlage verwendet (man erinnere sich an zwei Stränge, die zu einer Doppelhelix zusammengebunden sind). Die DNA-Stränge werden während der Transkription aufgetrennt und danach wieder zusammengefügt. Die RNS verwendet die DNS-Vorlage, um ihre Basen mit denen der DNS abzugleichen und so eine mRNS-Kette zu bilden. (Man kann sich die Transkription wie in der Musik vorstellen, wo man ein Musikstück/einen Ton in eine Notation auf einem Blatt umschreibt, oder in der Linguistik, wo man die Zeichensprache nimmt und sie in einen Text umschreibt).

Und Übersetzung? Das ist der Prozess, bei dem ein mRNA-Strang abgelesen wird, um eine Sequenz von Aminosäuren (eine Polypeptidkette) zu bilden. Der mRNA-Strang wird aus dem Zellkern in das Zytoplasma der Zelle transportiert. Die Übersetzung im Zytoplasma verhindert eine Schädigung der DNA im Zellkern. Der Vorgang geschieht mit Hilfe eines Ribosoms.

Wie genau funktioniert das? Bestimmte drei Basen einer mRNA-Kette bilden ein „Codon“. Um für eine Aminosäure zu kodieren, muss das Codon von der tRNA gelesen werden. Drei komplementäre tRNA-Basen werden als „Anti-Codon“ bezeichnet. Codons passen zu Anticodons. An bestimmte Anticodons sind bestimmte Aminosäuren gebunden. UAC hat zum Beispiel Tyrosin. Wenn sich also mehrere mRNA-Codons mit mehreren tRNA-Anticodons ergänzen, können sich die angehängten Aminosäuren zu einer Aminosäuresequenz verbinden. Das Ribosom erleichtert diesen Prozess. (Man kann sich die Übersetzung so vorstellen, als würde man eine Fremdsprache lernen, also Französisch ins Englische übersetzen).

Wie entsteht ein Protein? Eine Kette von Aminosäuren oder „Polypeptidkette“ kann im rauen endoplasmatischen Retikulum einer Zelle weiter geformt und verpackt werden, um ein Protein zu bilden.